Duurzaam hoogwaardig hergebruik van bestaande objecten

Show image fullscreen

Om een afname van de grondstoffenbehoefte in de bestaande keten van de betonindustrie te realiseren zullen grondstoffen in de bestaande ketens hoogwaardiger hergebruikt moeten worden. Waardebehoud, in de vorm van het verlengen van de levensduur of duurzaam hergebruik van bestaande objecten, staat dan ook hoog in de rangschikking van de circulaire ontwerpprincipes van Rijkswaterstaat ^[1], zie bovenstaand figuur, de circulaire ontwerpprincipes.

In het kader van 3. 'Duurzaam (her)gebruik van bestaande objecten' betreft onze innovatie de demontage van voorgespannen prefabliggers. Na het modificeren worden de gedemonteerde liggers toegepast in nieuwe bruggen en viaducten. Hierbij concentreren wij ons nu nog op omgekeerde T-liggers (railbalkliggers).

Mogelijk heeft u een beeld van beton waarbij ooit een mooie lichtgrijze betonwand gedegenereerd is tot een vervuild donkergrijs vlak. Maakt u zich geen zorgen: zolang de dekking op het wapeningsstaal intact is, zal het de ontwerplevensduur van 100 jaar goed kunnen halen. De wapening is bedoeld om buiging en/of trek in de liggers op te nemen, wat gepaard gaat met kleine betonscheurtjes. Afhankelijk van de betonkwaliteit en dikte van de dekking op de wapening zal de constructie sneller of langzamer degenereren. Bij de prefabliggers wordt gewerkt met fabrieksmatig geproduceerde liggers, die voorgespannen worden en een hoge betonkwaliteit hebben. Door de voorspanning ontstaat er geen trek in het beton en dus ook geen scheurvorming die nadelig kan zijn voor de levensduur. Een tweede leven is goed mogelijk, een herbruikbare ligger kan aantoonbaar voldoen aan 100 jaar levensduur. Het voordeel van de fabrieksmatig geproduceerde liggers is dat er gewerkt wordt met het “Lange banksysteem”. Dit betekent dat voordat het beton gestort wordt het voorspanstaal al gerekt wordt. Er is een ideale aanhechting tussen het beton en het voorspanstaal. Als het beton verhard is en de spanning uit het lange banksysteem verwijderd wordt Komt de ligger over de gehele betondoorsnede onder een blijvende druk te staan. Hierbij ontstaan geen scheuren.

Bij beschadiging van een voorspankabel van een prefabligger verdwijnt ter plaatse van de beschadiging de gunstige voorspandruk. Deze voorspandruk bouwt zich echter door de goede aanhechting van het voorspanstaal over de verankeringslengte weer op ter weerszijden van de beschadiging. Hiermee is de voorspanning veel robuuster dan bij nagerekt voorspanstaal met geïnjecteerde voorspankanalen of bij voorspanning zonder aanhechting.

Bruggen en viaducten kunnen ter plaatse worden gebouwd met in-situ beton of opgebouwd worden met geprefabriceerde liggers. Om de bouwoverlast op de Rijkswegen te beperken zijn een groot aantal bruggen en viaducten uitgevoerd met geprefabriceerde betonnen liggers. De prefabliggers zijn decennia geleden gemonteerd en wij laten zien dat deze ook weer t.b.v. hoogwaardig hergebruik gedemonteerd kunnen worden.

In totaal zijn er 1637 (situatie eind 2020) bruggen en viaducten met geprefabriceerde liggers in het wegennet van Rijkswaterstaat. De gemiddelde leeftijd van deze kunstwerken is slechts 25 jaar. Naar schatting bestaat ongeveer 55% van de liggerconstructies uit omgekeerde T-liggers (railbalkliggers) met een in-situ druklaag. Kokerliggers met dwarsvoorspanning zonder druklaag en omgekeerde T-liggers met een volstortdek maken respectievelijk ongeveer 25% en 15% van de bruggenvoorraad van Rijkswaterstaat uit. Waar veelal een levensduur van 100 jaar geëist wordt, blijkt in de praktijk dat de functionele levensduur gemiddeld 40 jaar is waarbij het kunstwerk vervangen wordt.

Wij concentreren ons op de omgekeerde T-liggers omdat van dit type de meeste liggers vrijkomen. Daarnaast zijn (zoals we kunnen aantonen) deze liggers ook hoogwaardig herbruikbaar. Een bijzonderheid bij de dekken van deze liggers is dat na montage er een in-situ druklaag en (eind)dwarsdragers zijn aangebracht. Dit zorgt ervoor dat de liggers niet meteen te demonteren zijn. In de reguliere modificatie moeten deze in-situ druklaag en de (eind)dwarsdragers verwijderd worden. Bij hergebruik van deze liggers worden in de nieuwe constructie ook weer in-situ een nieuwe druklaag en einddwarsdragers aangebracht. Daarmee worden de liggers hoogwaardig hergebruikt, maar het in-situ beton niet. Zie pagina 'Berkeningen en notities voor herbruikbare liggers met vastgestelde eigenschappen' met subkop Notitie SBIR Einddwarsdragers, waarin we ingaan op het uitsparen van de einddwarsdrager bij nieuwe en hergebruikte T-liggers.